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第1章 铸铁发展简史 1

1.1铸造技术发展简史 1

1.2铸造技术及其发展趋势 5

1.3灰铸铁 6

1.4球墨铸铁 7

1.5铸铁熔炼 7

1.6现代铸铁技术展望 8

第2章 铸铁件及其生产方法 10

2.1铸件的含义 10

2.2铸件的分类 10

2.3铸造方法的选择 11

2.3.1优先采用砂型铸造 11

2.3.2铸造方法应和生产批量相适应 12

2.3.3造型方法应适合工厂条件 13

2.3.4要兼顾铸件的精度要求和成本 13

2.3.5模具及工装夹具的制造与维护 13

2.4造型工艺过程 16

2.5制芯工艺过程 20

2.5.1油砂芯工艺 21

2.5.2壳芯工艺 21

2.5.3热芯盒工艺 21

2.5.4冷芯盒工艺 21

2.5.5树脂自硬砂工艺 21

2.6 3D打印砂型工艺过程 22

2.6.1 3DP砂型工艺 22

2.6.2 SLS砂型工艺 23

2.7熔炼工艺过程 23

2.8铸件浇注和落砂 24

2.9铸件清理方法 24

第3章 铸铁冶金学 25

3.1铸铁类型 25

3.1.1铸铁分类 25

3.1.2铸铁牌号 25

3.1.3各主要工业标准的铸铁牌号对照 26

3.2铁-碳-硅系 27

3.2.1 Fe-C、 Fe-Fe3 C双重相图 28

3.2.2 Fe-C-Si准二元相图 28

3.3铸铁凝固结晶过程 28

3.3.1铸铁的初生结晶 30

3.3.2铸铁的共晶凝固 30

3.3.3铸铁的共析转变 32

3.4影响铸铁铸态组织的因素 33

3.4.1冷却速度 33

3.4.2温度 33

3.4.3化学成分 34

3.5孕育处理 37

3.6铸铁凝固及冷却过程中的主要缺陷形成原理及预防 39

3.6.1铸铁的凝固冷却过程的变化 39

3.6.2缩孔和缩松的形成机理及防治 42

3.6.3铸造应力、变形的形成机理及预防 44

3.6.4非金属夹杂物和组织不均匀性及其防治 46

3.6.5气孔的形成及其防治 50

第4章 铸铁件检测和试验 53

4.1技术条件 53

4.2铁液质量检测 58

4.2.1铁液温度测量 58

4.2.2铁液成分检测 59

4.3铸铁金相组织检测 62

4.3.1铸铁中石墨的检测 62

4.3.2铸铁金属基体组织检测 64

4.3.3铸铁中碳化物分类检测 67

4.3.4检测铸铁中磷共晶分类 67

4.3.5铸铁共晶团检测 68

4.4铸铁力学性能试验 68

4.4.1铸铁拉伸试验 69

4.4.2铸铁疲劳试验 71

4.5铸件的检验 72

4.5.1金属材料性能 73

4.5.2铸件铸造表面粗糙度 73

4.5.3铸件尺寸精度 73

4.5.4铸件健全性检测 73

第5章 灰铸铁 79

5.1灰铸铁分级 79

5.1.1简介 79

5.1.2金相组织分级 79

5.2灰铸铁的性能 84

5.2.1影响铸铁性能的因素 85

5.2.2力学性能 86

5.3灰铸铁的冶金质量指标 90

5.4改善灰铸铁力学性能的途径 90

5.4.1化学成分 90

5.4.2合金元素 91

5.4.3微量元素的影响 92

5.4.4孕育处理 92

5.4.5生产工艺因素 92

第6章 球墨铸铁 94

6.1球墨铸铁牌号 94

6.1.1球墨铸铁单铸试块性能 94

6.1.2球墨铸铁附铸试样性能 97

6.1.3铸件本体试样性能 100

6.2固溶强化铁素球墨铸铁牌号及力学性能 100

6.2.1 固溶强化铁素体球墨铸铁 100

6.2.2固溶强化铁素体球墨铸铁硬度分类 102

6.2.3固溶强化铁素体球墨铸铁金相组织 102

6.2.4固溶强化铁素体球墨铸铁化学成分 102

6.3铸铁石墨分类 102

6.3.1石墨形态 103

6.3.2球化分级 103

6.3.3石墨大小 104

6.4球墨铸铁的性能 105

6.4.1抗拉强度、屈服强度及伸长率 105

6.4.2弹性模量 107

6.4.3疲劳强度 108

6.4.4冲击韧性 109

6.4.5硬度 111

6.4.6可加工性 112

6.4.7渗漏性 115

6.5球墨铸铁的化学成分 115

6.5.1基本元素（碳、硅、锰、磷、硫） 115

6.5.2合金元素 116

6.5.3微量元素 117

6.6球化处理及孕育处理 118

6.6.1严格控制 118

6.6.2预处理 120

6.6.3球墨铸铁球化处理工艺 121

6.7球墨铸铁的热处理 122

6.7.1去应力热处理 122

6.7.2去碳化物退火（石墨化退火） 123

6.7.3硬化 124

6.7.4调质处理（淬火和回火） 128

6.7.5铁素体化 129

6.7.6软化退火 130

6.7.7正火（正常退火） 131

第7章 铸铁熔炼 132

7.1熔炼工艺 132

7.2冲天炉熔炼 132

7.3感应电炉熔炼开始 134

7.4电弧炉熔炼 135

7.5炉料 135

7.5.1生铁 136

7.5.2废钢 136

7.5.3回炉铁 137

7.5.4铁合金 137

7.5.5炉料遗传性影响 137

7.6铸铁熔炼程序 138

7.6.1氧在铁液中的作用及其对铸铁质量的影响 138

7.6.2铸铁孕育理论 139

7.6.3铸铁感应炉熔炼制度 140

7.7灰铸铁熔炼程序 141

7.7.1灰铸铁熔炼配料工艺 141

7.7.2电炉熔炼装料 149

7.7.3电炉熔炼过程控制工艺 149

7.8球墨铸铁熔炼程序 153

7.8.1冶金预处理 153

7.8.2球墨铸铁熔炼程序 154

7.8.3脱硫处理 154

7.8.4球化处理 156

7.8.5孕育 161

7.8.6球墨铸铁熔炼程序 165

第8章 铸件及铸造工艺设计 167

8.1引言 167

8.2铸件设计 168

8.2.1铸件使用功能设计 168

8.2.2铸件结构设计 172

8.2.3铸铁件功能设计 176

8.2.4铸铁件工艺设计 177

8.2.5避免铸造缺陷的设计 179

8.2.6铸铁件经济性设计 179

8.3铸造工艺设计 181

8.3.1铸造工艺虚拟设计系统简介 181

8.3.2浇注位置和分型面设定原则 182

8.3.3铸造工艺设计相关原则 184

8.3.4铸造工艺参数 188

8.3.5铸铁件浇注系统设计规范 191

8.3.6陶瓷过滤器浇注系统设计 200

8.3.7冒口设计规范 202

8.3.8冷铁设计及应用规范 207

8.4铸造工艺设计案例 213

8.4.1某燃气轮机进气缸工艺案例 213

8.4.2某蜗壳压缩机产品工艺案例 216

8.4.3某中速柴油机气缸盖铸件生产工艺案例 218

8.4.4某机床床身铸件工艺案例 221

第9章 绿色智能铸造 226

9.1智能铸造简介 226

9.1.1定义与特征 226

9.1.2范式演进 226

9.1.3系统架构 227

9.1.4实施路径 228

9.2绿色铸造 229

9.2.1定义与特征 229

9.2.2实施原则 230

9.2.3基本要求 230

9.2.4主要内容 230

9.2.5评价要求 233

附录 模数计算 234